摘要：随着社会对不间断供电的需求越来越高，不间断应急电源车随之产生并将逐渐成为主流。本文从不间断应急电源车的分类、原理、工况及发展方向上对其作了分析，并提出基本解决思路。
关键词：应急不间断供电；UPS电源车；发展趋势
1 概述
电力行业将供电负荷按重要度分为ABC三个等级，A类涉及生命安全与重大政治经济社会意义，B类涉及较重要政治经济社会意义，其余为C类。AB类重要负荷（以下简称重要负荷）一般不允许出现供电中断，也即在市电主线路出现故障停电时，后备保障电源应立即替代供电。对于负荷的供电保障活动，简称保电。
根据重要负荷的持续状态，可将其分为持续性与临时性两大类；持续性重要负荷（如银行医院），一般采用双回路外加非移动安装UPS应急电源系统；而对于一些临时性重要负荷（如重大会议活动等），一般采用应急电源车作为保电设备。
临时性重要负荷，多为会议中心与体育场馆，其负荷功率需求一般为数百千瓦；用电设备涉及计算机、通讯、仪器仪表、照明、空调等，其负荷性质包括阻性、容性、感性各类；当举行重要会议或活动时，应急保障电源车需要全天候备用。
应急电源车按应急启动速度可分为两大类：间断与不间断。普通柴油发电车的起动与满负荷带载过程一般需要约10秒以上；而起动速度为10毫秒以内的电源车，用电设备一般感觉不到供电中断，可称为应急不间断电源车。
2 应急不间断电源车的基本原理及适用分析
2.1应急不间断电源车分类
目前已公开的应急不间断电源车主要有两种：飞轮储能电源车、UPS类电源车。
飞轮储能电源车原理是以高速旋转的机械飞轮储存惯性动能，可不间断启动转化为电能。但该原理属于传统落后技术，供电持续时间只有十几秒，需要柴油发电车的快速有效接替，已难以满足日益提高的保电可靠性需求。
UPS类电源车，以蓄电池组为后备电源，该类车型可灵活配置蓄电池组数量，实现数十分钟至数小时的供电持续时间，应是应急不间断电源车未来的发展方向。
2.2UPS类电源车的原理分析
现有的UPS电源车，只是单纯地将普通UPS电源系统的车载化，其目标功能在于“使整车具备持续不间断的纯净应急电源输出功能”，主要适用于少量需要纯净应急电源的100KVA以下小功率特殊保电工况，而未针对各种实际保电工况问题提出全面具体的解决方案，尚不能称为真正意义上的应急不间断电源车。
常规UPS电源系统，分为在线式与后备式两类。
在线式UPS原理为：以整流器与逆变器串联电路为主电路（蓄电池组并联在逆变器之前），市电经主电路输出纯净电源，在市电中断瞬间，蓄电池组零间断向逆变器供电；在主电路过载或缺相等异常时，市电可在几毫秒内由STS静态切换开关切换到旁路直通供电；在线式UPS主电路可输出纯净电源，但整流器与逆变器发热量大，其大容量规格的车载化制冷散热存在较大技术困难。
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后备式UPS原理为：以旁路为主电路，市电经旁路直接向用户供电，对输出电流无纯净化的效果；蓄电池组与逆变器一般处于冷备状态，在市电中断瞬间，静态切换开关虽可在几毫秒内将用户负荷切换蓄电池组逆变电路，但逆变器一般需要约1秒钟级的起动时间，对于一些保电对象，难以达到不间断保电效果。
2.3应急不间断保电工况的需求分析
应急不间断保电工况的现实需求状况是：
1）保电对象一般不是具体某一用电设备，而是保电对象内各类众多用电设备的综合集中低压配电站，因此，对保电电源的要求是持续不间断，而对市电电源质量进行再纯净化处理的必要性很低（其中需要电源纯净化的少量精密用电设备一般会贴身自配UPS电源）。
2）社会上各种保电对象的耗电功率需求日趋大功率化，主流需求正在由200KW~400KW向500KW~700KW发展。
3）一些以大功率电机驱动设备为主的应急设备，在停电瞬间需要应急起动，其瞬间起动冲击电流常达正常工作电流的3倍以上。
2.4应急不间断保电工况的基本解决思路
对于上述不间断保电工况的现实需求状况，在车少面广的现状下，需要一台无间断电源车能够全面适用上述各种保电工况，其解决基本思路为：
1）不采用现有只适用于固定机房场合的常规UPS电源系统，而针对电源车需求设计专用不间断电源系统；
2）除了对少量小功率精密设备提供特殊纯净化电源处理，一般主电路系统不对市电电源进行再纯净化处理；
3）针对超过UPS逆变器额定容量的大功率负荷，将旁路的开关额定容量明显加大并设为主工作电路，并通过柴油发电机组与蓄电池组的起动配合，设置几种超载功率等级的后备方式（说明：逆变器超载率与时间成反比，即超载率越大则承载时间越短）。
4）对于一些以大功率电机驱动设备为主的应急设备的停电瞬间应急起动，可加设软启动系统。
3 应急不间断电源车技术发展趋势综述
综合以上需求分析，现有UPS电源车只是简单地将固定式UPS电源系统车载化安装，而未根据应急不间断保电的实际工况作深入研究，针对执行重大活动及政治保电任务对应急电源的不间断高标准要求和现代电力系统中敏感负荷的要求，不间断电源车将成为未来应急保电必不可少的环节之一。
应急不间断电源车的技术性能呈现如下主要发展趋势：UPS电源车未来发展趋势将分化为两种：一种是机组与UPS集成型，是主流，将发电机组与UPS系统集成于一车，可满足400KW以下不间断保电需求；另一种是纯UPS型，满足400KW以上大功率不间断保电需求，作业时需另配合大功率柴油发电车。
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论文作者:欧阳成,张雷,曹斌
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
标签：电源论文; 不间断论文; 负荷论文; 市电论文; 逆变器论文; 蓄电池论文; 需求论文; 《电力设备》2017年第8期论文;